Un equipo internacional de investigadores ha secuenciado y analizado el genoma del tiburón elefante, un miembro de la familia de los tiburones (peces cartilaginosos) considerado el vertebrado con mandíbula más antiguo.

La comparación del genoma del tiburón elefante con los genomas de los principales vertebrados, incluido el genoma humano, ha revelado el motivo por el que el esqueleto de los tiburones se compone en gran parte de cartílago y no de hueso, como nuestro esqueleto.

Investigadores españoles del Instituto de Biología Evolutiva (Universidad Pompeu Fabra-CSIC) de Barcelona, entre los que se encuentra Tomás Marqués Bonet, y sus colaboradores Belen Lorente Galdós i Xavier Quílez, han colaborado en este importante estudio científico, que se publica el jueves 9 de enero en la edición digital de la revista Nature y que es también tema de portada de la revista.

Vertebrados con madíbulas incapaces de reemplazar el cartílago con hueso

Los peces cartilaginosos (tiburones y rayas) son el grupo más antiguo de los vertebrados con mandíbulas y divergieron de los vertebrados óseos hace aproximadamente unos 450 millones de años. El tiburón elefante habita en las aguas templadas de la plataforma continental frente al sur de Australia y Nueva Zelanda, a profundidades de entre 200 y 500 metros.

A diferencia de los seres humanos y otros vertebrados óseos, los peces cartilaginosos son incapaces de reemplazar el cartílago con hueso. El análisis del genoma del tiburón elefante ha puesto de relieve una familia de genes que se encuentran ausentes en el genoma del tiburón elefante, pero presente en todos los vertebrados óseos.

Un hallazgo que ayuda a comprender mejor las enfermedades óseas

Posteriores experimentos en pez zebra han demostrado que cuando un miembro de esta familia de genes fue eliminado, supuso una significativa reducción en la osificación, indicando de este modo la importancia de esta familia de genes en su formación. Según Tomás Marqués Bonet, investigador ICREA del Departament de Ciencias Experimentales y de la Salud (CEXS) de la UPF y del Instituto de Biología Evolutiva, "este hallazgo tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de las enfermedades óseas como la osteoporosis y para el desarrollo de estrategias terapéuticas eficaces".

Los tiburones presentan defensas inmunitarias avanzadas

Un hallazgo inesperado del estudio ha sido que el tiburón elefante parece no tener una tipología especial de células inmunes (CD4), que se consideraban esenciales para la defensa contra infecciones virales / bacterianas y para prevenir reacciones autoinmunes como la diabetes y la artritis reumatoide.

A pesar de esta organización aparentemente primitiva del sistema inmunológico, estos tiburones presentan defensas inmunitarias avanzadas y de larga duración. A pesar de contradecir conocimientos anterirores, el profesor Byrappa Venkatesh, director del Institute of Molecular and Cell Biology (IMCB), A * STAR, de Singapur y que ha liderado el estudio, ha asegurado que "este descubrimiento ha abierto una vía sin precedentes para el desarrollo de nuevas estrategias para entender funciones inmunes de los seres humanos".

El genoma del tiburón elefante tiene la evolución más lenta de todos los vertebrados

Finalmente, el estudio también ha constatado que el genoma del tiburón elefante tiene la evolución más lenta de todos los vertebrados, incluido el famoso Celacanto, popularmente conocido como el "fósil viviente". Esta característica subraya aún más su importancia como un genoma de referencia para los estudios genómicos comparativos destinados a mejorar la comprensión del genoma humano. "Este trabajo demuestra una vez más el poder de la genómica comparativa como herramienta para entender los procesos biológicos más básicos", añade Tomás Marqués Bonet.

El proyecto del genoma del tiburón elefante es un trabajo colaborativo de doce instituciones internacionales y ha sido financiado, principalmente, por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de los Estados Unidos.

Trabajo de referencia:

Byrappa Venkatesh et al. (2014),  " Elephant shark genome provides unique insights into gnathostome evolution", Nature, 9 de Enero, vol. 505, núm 7482.